Для чего используются осциллографы с изолированными каналами?
Часто возникает вопрос – что такое изолированные каналы (осциллографа) и зачем они нужны.
Немного теории. Большинство измерений прибора производится относительно общей «земли» прибора. В подавляющем большинстве случаев она соединена со средней точкой источника питания прибора, которая, в свою очередь, через кабель питания и электрическую розетку соединена с заземляющей шиной, используемой в помещении. Это позволяет свести до минимума уровень индустриальных помех, как получаемых прибором, так и производимыми элементами прибора (например, импульсным источником питания), что важно для соблюдения электромагнитной чистоты (совместимости) прибора.
Однако часто приходится проводить измерения с «плавающим потенциалом», т.е. когда земляные потенциалы измерительного прибора и объекта измерения отличаются друг от друга, т.е. не «выровнены по земле». Такая ситуация может возникнуть даже в пределах одного помещения, если электрические розетки подключены к разным щитам, не имеющих системы уравнивания потенциалов. В этом случае подключение прибора к измерительной цепи создает т.н. «петлю заземления», когда ток протекает между двумя разнесенными выводами «земли» осциллографа и измеряемого объекта.
Не менее важным поводом для использования приборов с изолированными каналами являются измерения высоких значений напряжения (тока), в этом случае развязка с «землей» обеспечивает безопасность проводимых работ.
Для решения подобных вопросов применяется три типичных метода – использование осциллографов с изолированными каналами, использование приборов с аккумуляторным питанием (и неподключенных в момент измерений к электрической сети) или использование специализированных дифференциальных пробников.
Конструктивно, изолированность измерительного тракта канала от общей «земли» может решаться по разному, но главное – измерительный тракт осциллографа не имеет гальванической связи с общей «землей» прибора.
Надо отметить, что говоря про изолированность каналов осциллографа, имеется ввиду не только гальваническая отвязка от сетей питания приборов, но и полная изоляция каналов между собой, что позволяет проводить одним прибором измерения в двух (или четырех) не связанных между собой схемах. В ряде случаев указывается значение предельного напряжения, до которого сохраняется изолированность каналов.
Часто, разъемы для подключения измерительных пробников таких приборов конструктивно исполнены таким образом, что все металлические токопроводящие элементы скрыты под пластмассовыми кожухами и крышками.
Многие
производители выпускают осциллографы с изолированными каналами, например
Актаком ADS- 4108, ADS-4132, ADS-4222, ADS-2029 и другие, компании ROHDE&SCHWARZ серии RTH-1002
и 1004 или осциллографы Tektronix серии TPS
Основной тенденцией развития измерительной техники является производство приборов сочетающих в одном корпусе сразу несколько различных измерительных функций. Особенно большое развитие это направление получило в последнее время. Сразу несколько известных производителей выпустили новые комбинированные приборы. Среди портативных комбинированных приборов в ручном исполнении особенно широкое применение нашли осциллографы-мультиметры или скопметры. Весной 2014 года в модельном ряду портативных осциллографов-мультиметров АКТАКОМ произошли существенные изменения. Были представлены сразу десять новых моделей ручных комбинированных осциллографов серии ADS-4000. Данная статья посвящена представлению этой инновационной серии комбинированных приборов АКТАКОМ.
В этой статье рассматривается ряд надежных и современных приборов АКТАКОМ, с помощью которых можно самостоятельно проводить периодическую профилактику и диагностику электросетей, заблаговременно обнаружить различного рода дефекты и устранить причину их возникновения. Грамотное обслуживание, периодические замеры показаний электроприборов и силовых линий с помощью приборов АКТАКОМ — залог бесперебойной, безопасной и безаварийной работы любого электрооборудования и систем электроснабжения.
На современном рынке представлено огромное количество приборов, отличающихся конструктивными, эргономическими и техническими характеристиками, а также ценой. Поэтому пользователю довольно сложно сделать выбор оборудования для решения конкретной измерительной задачи. Настоящая статья предлагает обзор компактных осциллографов АКТАКОМ.
В данной статье подробно описаны типичные измерительные задачи с использованием новых ручных цифровых осциллографов с сенсорным экраном АКТАКОМ серии ADS-4000. Основные возможности этих приборов были рассмотрены в статье «Многофункциональные ручные осциллографы-мультиметры сенсорным экраном АКТАКОМ серии ADS-4000», которая публиковалась в журнале «Контрольно-измерительные приборы и системы» №3, 2014.
В настоящее время цифровой осциллограф часто используется совместно с
другими приборами для проведения сложных комплексных измерений и
последующей обработки данных в составе измерительной системы. Например,
комбинация ЦЗО с генератором сигналов позволяет снимать
амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) измерительных цепей, измерять
задержки в линиях связи, характеризовать качество передачи по
сигнальному тракту (измерения джиттера, метод глазковых диаграмм) и пр.
Объединение нескольких осциллографов в одну измерительную систему
позволяет осуществлять многоканальный сбор данных в сложных системах.
Однако для интеграции осциллографа в единую измерительную систему,
помимо возможностей передачи данных в ПК или локальную сеть, от него
требуется наличие дополнительных технических возможностей.
У нас в линии постоянно происходит сбой и оборудование сгорает. Для выявления неисправности необходим двухканальный осциллограф с функцией записи. Можно ли непрерывно записывать данные в архив в течение суток?
Да, такая возможность есть у USB осциллографов Актаком, например у модели АСК-3102.
Но надо понимать, что записанный файл будет иметь большие размеры. Одна запись - это два байта измерений (по 8 бит на канал) и 4 байта – метка времени. Если процессы относительно медленные, например, доли секунд, то при частоте дискретизации 50 квыб/сек получается 300 тысяч байт в секунду, или 18 МБ в минуту, или 1 ГБ в час, что соответствует 24 Гб в сутки.
Для обработки такого файла потребуется специальное программное обеспечение (например, MATLAB). Кроме того, для ACK-3102 есть SDK комплект, и пользователи могут сами создать себе специальное тестовое приложение, в виде обычной программы или в LabView.
Зачем нужен осциллограф со встроенным мультиметром?
Портативный цифровой мультиметр, это, наверное, самый распространенный измерительный прибор, который, пожалуй, есть в каждой измерительной лаборатории, у каждого инженера и техника.
Идея совместить мультиметр и осциллограф выглядит очень логичной и востребованной. В ходе разработки, отладки и обслуживания электронных систем на одной и той же плате возникает необходимость как измерений напряжений, токов, сопротивления (мультиметр), так и наблюдения формы сигналов и ее динамики (осциллограф).
Нужен ли осциллограф со встроенным мультиметром? Ведь цифровой осциллограф сам способен выполнять некоторые функции мультиметра, а именно – измерять постоянное и переменное напряжение, измерять частоту сигнала. Если к осциллографу подключить токовые пробники, это расширит его возможности измерением постоянного и переменного тока…
Начнем с того, что аналого-цифровое преобразование у осциллографа – скоростное и, как правило, 8-разрядное. Т.е. точность одиночного измерения не превысит 0,4%. У современных прецизионных мультиметров используются медленные АЦП, но имеющие большую разрядность, что обеспечивает точность зачастую на порядок лучше. Так для прецизионного цифрового мультиметра АКТАКОМ АМ-1189 точность измерений постоянного напряжения составляет 0,02%, что в 20 раз лучше. С другой стороны потребность в высокой точности измерений возникает далеко не всегда, поэтому возможности измерения напряжения с помощью АЦП цифрового осциллографа небесполезна для комбинированных приборов.
Осциллограф не может измерить сопротивление, как это делает мультиметр. Ведь для этого необходимо в измерительную цепь подавать тестовый ток, который не могут вырабатывать входные каскады осциллографа (да они и не рассчитаны на подачу сигнала от внешнего источника тока).
По этой же причине осциллограф (в отличие от мультиметра) не может осуществлять прозвонку цепи, измерять емкость, индуктивность и тестировать диоды и транзисторы (обычный функционал для мультиметра).
Важным моментом является то, что обычно измерительные разъемы мультиметра гальванически развязаны от питающей сети (хотя бы в силу батарейного питания). Среди осциллографов такой возможностью обладают только дорогие приборы с гальванической развязкой входов или батарейным питанием.
Все это показывает, что осциллограф не полностью может заменить мультиметр, и комбинированные приборы, совмещающие в одном корпусе осциллограф и мультиметр, востребованы потребителями.
Наиболее удачно смотрится встраивание мультиметра в портативные осциллографы. Это объясняется потребностью пользователя такого прибора сэкономить место и снизить вес сумки, которую нужно брать на выезд, а также наличием в таких приборах батарейного питания и подходящим форм-фактором.
Какие условия эксплуатации предусмотрены для данного осциллографа?
Условия эксплуатации:
Питающее напряжение, температура хранения и эксплуатации см. в разделе "Технические характеристики".
Относительная влажность не более 80% при температуре 0…40 °С.
Атмосферное давление от 630 до 795 мм рт. ст.
В помещениях хранения и эксплуатации не должно быть пыли, паров кислот, щелочей, а также газов, вызывающих коррозию.
Эксплуатация прибора допускается только в зонах, защищённых от статического электричества и электромагнитного излучения.
После пребывания в предельных условиях (хранения, транспортировки) время выдержки прибора в нормальных (эксплуатационных) условиях не менее 2 часов.
Питание: сеть переменного тока напряжением (220 ± 20) В частотой (50 ± 2) Гц.
Не допускается закрывать вентиляционные отверстия. Минимальное расстояние 25 мм по сторонам.
Для чистки прибора снаружи используйте слегка смоченную тряпочку. Не пытайтесь чистить прибор внутри. Перед чисткой отключите прибор от сети и включайте только после полного высыхания.
При эксплуатации не допускаются следующие действия, приводящие к отказу от гарантийного обслуживания прибора:
Падение и воздействие вибрации на прибор.
Не допускается подача на входные разъемы прибора напряжения, превышающего максимально разрешенное значение.
Не допускается подача на входы осциллографа напряжения, гальванически связанного с сетью, без использования специально предназначенных для этого устройств, например, дифференциальных пробников.
Используйте подходящую защиту от превышения напряжения.
Применяйте пробники, специфицированные только для данного типа прибора.
Не допускается замыкать накоротко выходные или входные разъемы прибора.
Не допускается подача внешнего напряжения, превышающего допустимые значение на входные разъемы синхронизации.
Не допускается подача на вход синхронизации внешнего сигнала с неправильной полярностью.
Не допускается подключение к выходам прибора емкостной (без предварительной разрядки) или индуктивной нагрузки.
При подключении кабелей нельзя путать входные разъемы с выходными.
Разрешается использование предохранителей специфицируемых только для данного продукта.
Неудовлетворительная вентиляция приведет к перегреву и поломке измерительного прибора.
Используйте только специфицированные для данного прибора батареи.
Замена батареи питания производится только при отключенном приборе.
Не подвергайте батарею питания прибора воздействию высокой температуры, влажности или ударов.
Это может привести к повреждению прибора и частичной или полной потере его работоспособности
Неисправность предохранителя означает нарушение условий эксплуатации прибора.
Почему в некоторых приборах сбрасываются часы реального времени?
Часы реального времени в любом приборе, например, в осциллографе, питаются от встроенного аккумулятора, который имеет особенность разряжаться. Поэтому сброс часов реального времени может происходить. Не следует забывать, функция часов является вспомогательной функцией и не прописана в технических параметрах прибора. Отсутствие этой функции в приборе, некорректная работа или сброс часов не могут быть отнесены к недостаткам прибора. Наверх
При изменении горизонтальной развертки на цифровом осциллографе на разных горизонтальных развертках наблюдается непонятное изменение формы одного и того же сигнала, в чем проблема?
На самом деле никакой проблемы нет.
Просто нужно учитывать, что вы работаете на цифровом осциллографе, который оцифровывает сигнал с различной частотой дискретизации в зависимости от выбранной горизонтальной развертки, а затем соединяет плавной линией (интерполирует) оцифрованные точки, восстанавливая реальную форму сигнала.
Для примера предположим, что вы измеряете сетевое напряжение частотой 50 Гц на развертке 10 мс/дел с частотой дискретизации 20 кГц (kSa/s).
Один период сигнала (20 мс), оцифрованный в этом режиме, 20Е-03(сек) * 20Е03(1/сек) = 400 точек. Этого вполне достаточно, чтобы корректно восстановить и интерполировать синусоиду частотой 50 Гц (т.е. периодом 20 мс).
Нормальное отображение при развертке 10 мс/дел:
Искажение формы того же сигнала на развертке 10 с/дел:
На втором экране развертка установлена в положение 10 с/дел, а частота дискретизации на такой развертке получилась 20 выборок в секунду (20 Sa/s). Т.е. на один период сигнала 20 мс пришлось: 20Е-03(сек) * 20(1/сек)=0,4 точки. Т.е. восстановить (интерполировать по точкам) синусоиду, имея меньше одной точки на период невозможно, поэтому вы получили мешанину (т.н. "aliasing" или ложные частоты), образованную биениями измеряемой частоты и частоты дискретизации.
Чтобы корректно устанавливать режим сбора данных цифрового осциллографа следует придерживаться простого правила: частота дискретизации должна быть по крайней мере в 5-10 раз выше частоты сигнала, тогда у вас не будет парадоксов, которые наблюдаются на втором экране.
Все это касается любого цифрового осциллографа, и никак не связано ни с его типом, ни с пробниками.
1. Вы можете ознакомиться с документацией в режиме чтения, а также загрузить её в формате PDF после приобретения прибора и его регистрации на сайте www.aktakom.ru с указанием его серийного номера.
2. Вы также можете ознакомиться с руководством по эксплуатации в режиме чтения и до приобретения прибора. Для этого необходим специальный идентификатор, который можно получить, заполнив заявку на сайте АКТАКОМ или сделав запрос в online-консультанте нашего сайта* с указанием модели прибора, которая Вас интересует. Срок действия идентификатора для чтения руководства по эксплуатации ограничен, но может быть продлён по Вашему запросу.
3. Если у Вас есть технические вопросы по характеристикам или возможности применения данного оборудования до его приобретения просим обратиться к консультантам поставщиков оборудования АКТАКОМ.
4. В составе стандартной поставки приложена Краткая Инструкция или полное Руководство по эксплуатации. В случае утери бумажной версии Вы можете бесплатно читать руководство по эксплуатации на сайте www.aktakom.ru (после регистрации прибора с указанием его серийного номера) или получить бумажную копию за дополнительную плату.
5. Полное Руководство по эксплуатации можно получить (загрузить в формате PDF без ограничения количества загрузок) после приобретения прибора и его регистрации на сайте www.aktakom.ru с указанием его серийного номера.
* в рабочее время по рабочим дням
ADS-4xxx паспорт изделия
Редакция: 200811 |
Дата изменения: 14.08.2020
У Вас уже есть этот прибор?
1. Вы можете ознакомиться с документацией в режиме чтения после приобретения прибора и его регистрации на сайте www.aktakom.ru с указанием его серийного номера.
2. Вы также можете ознакомиться с руководством по эксплуатации в режиме чтения и до приобретения прибора. Для этого необходим специальный идентификатор, который можно получить, заполнив заявку на сайте АКТАКОМ или сделав запрос в online-консультанте нашего сайта* с указанием модели прибора, которая Вас интересует. Срок действия идентификатора для чтения руководства по эксплуатации ограничен, но может быть продлён по Вашему запросу.
3. Если у Вас есть технические вопросы по характеристикам или возможности применения данного оборудования до его приобретения просим обратиться к консультантам поставщиков оборудования АКТАКОМ.
4. Бумажная версия руководства по эксплуатации (РЭ) выдается вместе с приобретённым оборудованием. В случае утери бумажной версии Вы можете бесплатно читать руководство по эксплуатации на сайте www.aktakom.ru (после регистрации прибора с указанием его серийного номера) или получить бумажную копию за дополнительную плату.
* в рабочее время по рабочим дням
Указания по применению этого продукта также можно найти на закладке "Применение".
Вся информация на сайте носит справочный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации.
Технические параметры и комплектность поставки товара могут быть изменены производителем без предварительного уведомления.
Приведённые на сайте цены являются ориентировочными и на момент заказа требуют уточнения.
